Kartezyen Hesaplama Ağları Kullanılarak Üç Boyutlu Sıkıştırılabilir Akışlar için Navier-Stokes Çözücüsü Geliştirilmesi

Download
2017
Önder, Selin
Azarifar, Mohammad
Elahı, Rasool
Aksel, Halûk Mehmet
Özkan, Merve
Darvıshı, Saeid
Saatloo, Mansoor Mahtab
Bu proje çerçevesinde Kartezyen hesaplama ağları için üç boyutlu bir Navier-Stokes çözücüsü geliştirilmiştir. Hesaplama ağının üretimi ile akış alanının çözümü aşamaları arasında gerekli olan kullanıcı müdahalesini ortadan kaldırmak üzere geliştirilecek yazılımın tam otomatik olarak gerçekleştirilmiştir. Akış alanındaki gövdenin geometrisi yapısal olmayan üçgen elemanlar kullanılarak üç boyutlu bir yüzey hesaplama ağı şeklinde verildiğinde, gövde uyumlu (body-fitted) üçgen prizma elemanlardan oluşan hesaplama ağı gövde geometrisinin şişirilmesiyle otomatik olarak oluşturulmaktadır. Daha sonra, gövde uyumlu hesaplama ağı, çözüm alanının sınırlarını tanımlayan bir kök hücrenin eşit hücrelere bölünmesi ile elde edilen Kartezyen hesaplama ağının içerisine yerleştirilmektedir. Her iki hesaplama ağının arasında kalan bölge dört yüzlü tetrahedral elemanlarla doldurulmaktadır. Navier-Stokes denklemlerinin sonlu hacim formülasyonu hücre merkezli yaklaşımla kullanılmaktadır. Hücre yüzlerindeki akılar akı fark ayrıştırması ve akı vektör ayrıştırması yöntemleriyle hesaplanmaktadır. Uzayda ikinci dereceden doğruluk elde edilebilmesi için basit değişkenlerin yeniden oluşturulmasında (reconstruction) yol tümleme (path integration) ve asgari kareler (least squares) yöntemleri kullanılmaktadır. Doğru ve sınırlı değerler elde edilebilmesi için yeniden oluşturma işlemi sırasında limitleyiciler kullanılmaktadır. Türbülans modeli olarak ise literatürde mevcut modellerden bir denklemli SpalartAllmaras türbülans modeli ile iki denklemli k-e ve k-w türbülans modellerinden yararlanılmaktadır. Yakınsamanın hızlandırılabilmesi için yerel zaman adımlarıyla birlikte çok kademeli (multistage) zaman adımlaması kullanılmaktadır. Çözüme bağlı hesaplama ağı adaptasyonu çözüm ile ağ arasındaki uyumun oluşmasını sağlayarak, akıştaki kritik bölgelerin daha iyi çözümlenmesine olanak sağlamaktadır. Çözüm adaptasyonu kayma tabakalarında hız dönümü, normal ve oblik şoklarda ise hız gradyanı kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Geliştirilen yazılım NACA 0012 ve ONERA M6 kanadı etrafındaki üç boyutlu akış için test edilmiş ve elde edilen sayısal sonuçlar literatürde mevcut deneysel sonuçları ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır.

Suggestions

C++ derleyicisi kullanılarak üç boyutlu sıkıştırılabilen akımlar için euler çözücüsünün geliştirilmesi
Aksel, Haluk M.(1998)
Sıkıştırılabilen akışlann zamanla değişmeyen çözümlerini bulmak için EULER++ adında, üç boyutlu, zamanla değişen Euler denklemlerini çözen bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Korunmuş haldeki Euler denklemleri, ikinci dereceden hassas, tek adımlı Lax-Wendroff şeması ve hücre köşeli sonlu hacim metodu kullanılarak sayısal olarak ayrıştırılmıştır. Belirli zaman ilerlemeli bu çözümü hızlandırabilmek için bölgesel zaman adımı kullanılmıştır. Şok bölgelerindeki salmımları düzenlemek için yapay sönümleme uy...
C++ derleyicisi kullanılarak iki boyutlu sıkıştırılabilen akışlar için bir euler çözücüsünün geliştirilmesi
Aksel, Haluk M.(1995)
Ses altı, ses etrafı ve ses üstü tuzlardaki iki boyutlu sıkıştınlabilen akışkanlar için C++ bilgisayar dilinde etkileşimli bir Euler çözücüsü geliştirilmiştir. Bu yazılım daha önceden hesaplama ağı oluşturulmuş bir problem için çeşitli sınır şartlarının etkileşimli olarak uygulanabilmesine imkan tanımıştır. Çözüm yöntemleri olarak, sonlu fark, sonlu eleman ve sonlu hacim yöntemleri kullanılmış ve bunların ekrandan etkileşimli olarak seçimi mümkün olmuştur. Yinelemeler sırasında çözümün gelişmesinin ekrandan...
Robot dinamiği lineerizasyon ve basitleştirme yöntemlerinin geliştirilmesi ve imal edilmiş bir robota uygulanarak irdelenmesi
Sarrafi, Ali; Soylu, Reşit; Balkan, Raif Tuna(1994)
Bu projede bir robot kolun hareket denklemlerini sembolik olarak veren bir program geliştirilmiştir. Bu denklemler Lagrange eşitliği kullanılarak türetilmekte olup, gerekli bilgisayar zamanı robotun kinematiğinde ilk olarak Lipkin ye Duffy tarafından kullanılan bir notasyonu geliştirerek kullanmak suretiyle büyük ölçüde azaltılmıştır. Ayrıca, bir manipülatörün lineerliğini (veya nonlineerliğini) ölçebilmek amacıyla Lineerlik Endeksi (LE) isimli yeni bir ölçüt tanımlanmıştır. Bu endeks robotun lineerlik dere...
Kartezyen Hesaplama Ağları Kullanılarak Üç Boyutlu Sıkıştırılabilir Akışlar için Navier-Stokes Çözücüsü Geliştirilmesi
Aksel, Mehmet Haluk; Azarifar, Mohammad; Karshenass, Arash; Mansoor Saatloo, Mahtab(2017-12-31)
Bu proje çerçevesinde Kartezyen hesaplama ağları için üç boyutlu bir Navier-Stokes çözücüsü geliştirilecektir. Bu yöntemle geometrik karmaşıklıklarla ilgili zorluklar ile yapısal ve yapısal olmayan hesaplama ağlarında karşılaşılan akışa ve geometriye yönelik adaptasyon problemleri ortadan kaldırılacaktır. Hesaplama ağının üretimi ile akış alanının çözümü aşamaları arasında gerekli olan kullanıcı müdahalesini ortadan kaldırmak üzere geliştirilecek yazılımın tam otomatik olması hedeflenmektedir. Akış alanında...
Sonlu eleman yöntemiyle üretim işlemlerinin sayısal benzetimi
Tekkaya, Erman A.; Kavaklı, Sebahattin; Şavkılıoğlu, Murat; Baranoğlu, Besim; Gerçek, Çınar; Arıkan, Mehmet Fırat; Şen, Abdullah(1995)
Projenin amacı metal biçimlendirme işlemlerinin sayısal benzetimini yapabilen bir sonlu eleman yazılımının geliştirilmesidir. Yazılımın yerel sanayide kullanılabilmesi için güvenirli, hızlı ve geniş bir donanım platformunda çalışabilmesi gerekmektedir. Bu nedenle malzemenin bünye denklemleri rijit-plastik olarak seçilmiştir. Bünye denklemleri Levy-Mises akma kuralı, v. Mises akma kriteri ve pekleşmeyi tarifleyen akma eğrisi kullanılarak oluşturulmaktadır. Sayısal çözüm ise Markov değişim ilkesinin ayrıklaşt...
Citation Formats
S. Önder et al., “Kartezyen Hesaplama Ağları Kullanılarak Üç Boyutlu Sıkıştırılabilir Akışlar için Navier-Stokes Çözücüsü Geliştirilmesi,” 2017. Accessed: 00, 2020. [Online]. Available: https://app.trdizin.gov.tr/publication/project/detail/TVRjd05UazU.